專利名稱：對(duì)盤(pán)驅(qū)動(dòng)事務(wù)處理采用存取日志的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，更具體來(lái)說(shuō)，涉及在盤(pán)驅(qū)動(dòng)器操作期間存儲(chǔ)緩沖器的使用。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是控制硬件設(shè)備的軟件程序。例如，帶有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括有鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序、鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序。
在基于個(gè)人電腦的系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常接合在其它軟件程序與由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序控制的設(shè)備之間。操作系統(tǒng)中通常包括各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，盡管新的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序例如可以在加載新硬件設(shè)備時(shí)被裝入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
操作系統(tǒng)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序協(xié)作，讓特定設(shè)備服務(wù)請(qǐng)求。例如，當(dāng)用戶指示操作系統(tǒng)“加載”或“執(zhí)行”應(yīng)用程序時(shí)，該應(yīng)用程序通常被存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上。應(yīng)用程序的“加載”實(shí)質(zhì)上是一個(gè)請(qǐng)求，要求從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器讀取該應(yīng)用程序并將該程序?qū)懭雰?nèi)存。應(yīng)用程序然后可以從內(nèi)存運(yùn)行。
操作系統(tǒng)于是將該讀請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序?qū)ⅰ凹虞d應(yīng)用程序”的命令翻譯成硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序命令，以從應(yīng)用程序的存儲(chǔ)位置提取數(shù)據(jù)。例如，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序可以發(fā)出“讀扇區(qū)”命令，標(biāo)識(shí)應(yīng)用程序被存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上什么地方以及應(yīng)用程序要被傳送到內(nèi)存中的什么地方。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序因此起著請(qǐng)求程序與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器之間的翻譯器的作用。從內(nèi)存向硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器傳送的寫(xiě)操作的操作也類(lèi)似。
無(wú)論是讀操作還是寫(xiě)操作，盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存取通常比內(nèi)存存取慢得多。因此，除了翻譯特定的軟件請(qǐng)求，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序還分配一部分內(nèi)存-有時(shí)稱作高速緩存或緩沖器，以減少硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存取次數(shù)，由此改善系統(tǒng)性能。
例如，當(dāng)作出對(duì)特定扇區(qū)或扇區(qū)組的讀請(qǐng)求時(shí)，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序可以將另外的未被請(qǐng)求的扇區(qū)“預(yù)取”到內(nèi)存的緩沖器部分中。預(yù)取預(yù)期隨后將有對(duì)這些尚未被請(qǐng)求的扇區(qū)的請(qǐng)求。
對(duì)于寫(xiě)操作來(lái)說(shuō)，緩沖器可以被用來(lái)存儲(chǔ)寫(xiě)數(shù)據(jù)。為了使硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存取次數(shù)最小化，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序還可以在內(nèi)存緩沖器中為一些寫(xiě)操作存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。然后，在晚些時(shí)候，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序可以對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行一次寫(xiě)操作，以一次性完成所有的寫(xiě)操作。
然而，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序不可能總是將來(lái)會(huì)從出現(xiàn)那些硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器請(qǐng)求。在有些情況中，最優(yōu)化性能的試圖的結(jié)果會(huì)適得其反。如果一批被預(yù)取的扇區(qū)實(shí)際上總是不被從內(nèi)存中檢索，則會(huì)降低性能。只是因?yàn)?，檢索另外的未被使用的扇區(qū)是需要時(shí)間的。同樣，一個(gè)被緩存的寫(xiě)，如果不馬上與另一個(gè)寫(xiě)組合，則只會(huì)延遲希望對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的寫(xiě)，由此產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)例如是，如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被無(wú)意地?cái)嚯姡瑒t數(shù)據(jù)可能丟失。
所以，繼續(xù)需要一種改善讀預(yù)取或?qū)懢彌_器操作或二者的性能的盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序。


圖1是按照一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖；圖2A和2B是表示按照一個(gè)實(shí)施例的寫(xiě)緩存的示意圖；圖3A和3B是表示按照一個(gè)實(shí)施例的讀預(yù)取的示意圖；圖4是表示按照一個(gè)實(shí)施例的存取日志(log)的示意圖；圖5是按照一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)行中的系統(tǒng)的流程圖；圖6是按照一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式
按照若干實(shí)施例，存取日志可以在可能的情況下輔助盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序減少硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存取，以改善驅(qū)動(dòng)器性能。存取日志存儲(chǔ)關(guān)于對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的最近存取的信息。驅(qū)動(dòng)程序可以在參考存取日志后智能地執(zhí)行讀預(yù)取和/或?qū)懢彌_器操作，這樣可以避免對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的不必要的存取，還讓硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序得到所請(qǐng)求的服務(wù)。
在圖1中，按照一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)100包括盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10，它包含存取日志20。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10是操作系統(tǒng)60的一部分。如在背景技術(shù)部分所解釋的那樣，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10包括用于與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30通信的命令。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100是基于處理器的系統(tǒng)100，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。相應(yīng)地，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10、操作系統(tǒng)60以及其它軟件是由處理器(未予示出)執(zhí)行的，這種處理器例如是基于X86的微處理器、微控制器、奔騰微處理器，等等。
系統(tǒng)100還包括內(nèi)存40和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100通電期間，內(nèi)存40可以存儲(chǔ)包含存取日志20的盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10、操作系統(tǒng)軟件60以及應(yīng)用程序。內(nèi)存可以是多種隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中的一種，例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、閃存、同步DRAM(SDRAM)、以及靜態(tài)RAM(SRAM)、單直插式內(nèi)存模塊(SIMM)、或雙直插式內(nèi)存模塊(DIMM)。
硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30可以是集成驅(qū)動(dòng)電子(IDE)驅(qū)動(dòng)器、增強(qiáng)型IDE(EIDE)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)驅(qū)動(dòng)器、增強(qiáng)型小型器件接口(ESDI)驅(qū)動(dòng)器、冗余獨(dú)立盤(pán)陣列(RAID)驅(qū)動(dòng)器等等。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30通過(guò)總線26與內(nèi)存40相連。
操作系統(tǒng)60和盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序協(xié)作，服務(wù)存取硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的請(qǐng)求。對(duì)于讀盤(pán)操作來(lái)說(shuō)，所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30經(jīng)總線26被傳送到內(nèi)存40。對(duì)于寫(xiě)盤(pán)操作來(lái)說(shuō)，所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)從內(nèi)存40經(jīng)總線26被傳送到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。所以，操作系統(tǒng)60和盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以控制硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30與內(nèi)存40之間的傳送。
在有些實(shí)施例中，存取日志20可以被盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10用于讀盤(pán)和寫(xiě)盤(pán)這兩種操作。在一個(gè)實(shí)施例中，存取日志20含有關(guān)于對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的最近存取的信息。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以用存取日志20的“驅(qū)動(dòng)器存取歷史”來(lái)評(píng)估某操作是不是寫(xiě)緩存或讀預(yù)取操作的較好的候選對(duì)象。
例如，存取日志20可以含有對(duì)事務(wù)處理的類(lèi)型的指示，即對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30執(zhí)行的是讀操作還是寫(xiě)操作。另外，存取日志20還可以指示硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的哪個(gè)區(qū)或哪些區(qū)被存取過(guò)。存取日志20也可以含有對(duì)存取時(shí)間的指示。
在有些實(shí)施例中，存取日志20是有時(shí)間限制的，可用的是預(yù)定時(shí)間期間的驅(qū)動(dòng)器活動(dòng)歷史。在其它實(shí)施例中，存取日志20是有大小限制的，只保持預(yù)定數(shù)量的事務(wù)處理。這樣一種存取日志20可以像先進(jìn)先出(FIFO)存儲(chǔ)器那樣工作，以最新的數(shù)據(jù)替換最老的數(shù)據(jù)。
在圖2A中，內(nèi)存40可以包括一個(gè)名為寫(xiě)數(shù)據(jù)42的區(qū)，該區(qū)例如用于執(zhí)行寫(xiě)盤(pán)操作。寫(xiě)數(shù)據(jù)42包括數(shù)據(jù)塊44、46和48。數(shù)據(jù)塊44、46和48可以代表扇區(qū)，其中一個(gè)扇區(qū)一般有512個(gè)字節(jié)；也可以代表扇區(qū)分組，或者代表其它原子數(shù)據(jù)單元。
在圖2A中，為了傳送寫(xiě)數(shù)據(jù)42，可以進(jìn)行對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的三次獨(dú)立的存取。在一個(gè)寫(xiě)操作中，可以將塊44從內(nèi)存40傳送到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。在第二個(gè)寫(xiě)操作中，可以將塊46從內(nèi)存40傳送到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。在第三個(gè)寫(xiě)操作中，可以將塊48從內(nèi)存40傳送到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。
在圖2B中，內(nèi)存40包括寫(xiě)緩沖器50。在有些實(shí)施例中，寫(xiě)緩沖器50可以起著臨時(shí)存儲(chǔ)位置的作用，用于存儲(chǔ)要送往硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的數(shù)據(jù)。通過(guò)使用寫(xiě)緩沖器50，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以將對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的三次存取轉(zhuǎn)換成一次存取。
在第一個(gè)寫(xiě)操作中，將塊44從內(nèi)存40傳送到寫(xiě)緩沖器50。作為內(nèi)存至內(nèi)存的傳送，這個(gè)操作一般比內(nèi)存至盤(pán)的操作快得多。在第二個(gè)寫(xiě)操作中，將塊46從內(nèi)存40傳送到寫(xiě)緩沖器50，作為第二個(gè)內(nèi)存至內(nèi)存的傳送。在第三個(gè)寫(xiě)操作中，將塊48從內(nèi)存40的寫(xiě)數(shù)據(jù)42部分傳送到寫(xiě)緩沖器50。
在后來(lái)的某個(gè)時(shí)間，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以指令進(jìn)行第四個(gè)寫(xiě)操作，這時(shí)要在寫(xiě)緩沖器50與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30之間執(zhí)行。由于在先的三次內(nèi)存至內(nèi)存?zhèn)魉?，該在?nèi)存40與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器之間的傳送可以包括被存儲(chǔ)在寫(xiě)緩沖器50中的全部三個(gè)塊。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以因?yàn)閷?xiě)緩沖器50滿、有“保存”(save)操作被啟動(dòng)、或者根據(jù)其它條件而執(zhí)行該第四個(gè)寫(xiě)操作。
當(dāng)然，圖2B中所示的傳送對(duì)一定的塊44、46和48來(lái)說(shuō)是效率更高的。例如，如果塊44、46、48是在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上的相鄰位置存儲(chǔ)的，則用對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的一次存取就可以有效地完成上述的三個(gè)獨(dú)立寫(xiě)操作。
按照一個(gè)實(shí)施例，存取日志20輔助盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10預(yù)測(cè)寫(xiě)緩存的最佳候選對(duì)象。通過(guò)檢查存取日志20的最近寫(xiě)操作，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以確定是否硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30中的一個(gè)塊在被重復(fù)地寫(xiě)數(shù)據(jù)。如果找到，在一個(gè)實(shí)施例中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10就臨時(shí)地將該塊存儲(chǔ)在寫(xiě)緩沖器50中，而不是立即將該塊存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上。
在第二個(gè)實(shí)施例中，可以尋找存取日志20中與正在被寫(xiě)的塊相鄰的最近已經(jīng)被寫(xiě)的塊。下面結(jié)合對(duì)圖5的描述進(jìn)一步說(shuō)明按照這些盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10在讀操作期間也可以使用內(nèi)存40。與寫(xiě)操作一樣，讀操作涉及在內(nèi)存40與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30之間的傳送。不過(guò)，這時(shí)內(nèi)存40中沒(méi)有數(shù)據(jù)在等待被寫(xiě)到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。相反，如圖3A所示，內(nèi)存40的讀緩沖器70可能是寫(xiě)操作從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30出發(fā)的目的地。
另外，讀緩沖器70還可以被用來(lái)從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30預(yù)取另外的未被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)塊。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以響應(yīng)對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30中的塊32的一個(gè)讀請(qǐng)求，將塊32傳送到讀緩沖器70中。假設(shè)塊32是與塊34相鄰的，塊34也與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上的塊36相鄰。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以在將塊32傳送到讀緩沖器70的相同讀操作期間，將塊34和36從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30傳送到讀緩沖器70。
因此，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10除了檢索硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的被請(qǐng)求塊32，還額外地將其它塊預(yù)取到讀緩沖器70。額外的被預(yù)取的塊例如可以是與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上的被請(qǐng)求塊相鄰的。
然而，在圖3B中，操作系統(tǒng)可以包括其自己的高速緩存90。一旦數(shù)據(jù)被從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30中檢索出來(lái)并傳送到內(nèi)存40，操作系統(tǒng)就可以將被檢索的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)高速緩存90中。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)額外的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器信息的“虛擬”存儲(chǔ)影響到盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10何時(shí)結(jié)合讀盤(pán)操作執(zhí)行預(yù)取操作。
例如，假設(shè)一個(gè)在先的讀操作將圖3B中帶交叉陰影的塊36從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30傳送到內(nèi)存40。顯然，為了提高隨后的涉及塊36的操作的速度，操作系統(tǒng)60將塊36存儲(chǔ)在內(nèi)存40的操作系統(tǒng)高速緩存90部分。
如圖3A中一樣，假設(shè)塊32、34、36在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上處于相鄰的位置。如果讀操作請(qǐng)求塊32，文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序10就可以在從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30向讀緩沖器70傳送塊32的期間預(yù)取相鄰的塊，如塊34和36。然而，塊36已經(jīng)經(jīng)該在先操作而被存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)高速緩存90中。因此，如果塊36被存儲(chǔ)在讀緩沖器70中，則塊36就不可能被存取，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)高速緩存90已經(jīng)有了塊36。
所以，在一個(gè)實(shí)施例中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10參考存取日志20來(lái)確定所請(qǐng)求的讀是不是從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30預(yù)取額外數(shù)據(jù)的較佳候選。例如，如果某塊要被讀，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可能想預(yù)取緊接所請(qǐng)求塊后的三個(gè)相鄰的塊。對(duì)于這三個(gè)塊的每一個(gè)，都要參考存取日志20，看看它是否最近被存取。
在圖3B中，按照一個(gè)實(shí)施例，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10查閱存取日志20中關(guān)于對(duì)塊34以及塊36的存取的信息。因?yàn)閴K36最近已經(jīng)被存取，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10除了檢索所請(qǐng)求的塊32，就只預(yù)取塊34。這里，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10假設(shè)塊36已經(jīng)是操作系統(tǒng)60可用的，例如已經(jīng)在操作系統(tǒng)高速緩存90中。這就保證了被預(yù)取到盤(pán)緩沖器70中的塊是更可能要被使用的。另外，盤(pán)緩沖器70和操作系統(tǒng)高速緩存90沒(méi)有重復(fù)的信息。
預(yù)取操作的大小，例如響應(yīng)一個(gè)讀請(qǐng)求而傳送的塊的數(shù)量，可以按照盤(pán)緩沖器70的大小、所請(qǐng)求的傳送的大小而調(diào)整，或者按照其它因素來(lái)調(diào)整。同樣，存取日志20的大小可以按盤(pán)驅(qū)動(dòng)器操作的特性、系統(tǒng)的能力以及其它因素而不同。
在圖4中，按照一個(gè)實(shí)施例，每一次存取硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30，存取日志20就被更新。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30中的一個(gè)區(qū)包括多個(gè)扇區(qū)38。所以在圖4中，用硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的32個(gè)相鄰扇區(qū)來(lái)表示存取日志20是如何跟蹤操作的。
盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上執(zhí)行一系列的讀和/或?qū)懖僮?。在圖4中所示的按照一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)假想的例子中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10首先接收一個(gè)“為8個(gè)扇區(qū)寫(xiě)地址10h”的操作。結(jié)果，對(duì)應(yīng)于該地址的8個(gè)扇區(qū)38被加上“寫(xiě)”條紋(write striped)。另外，存取日志20被更新，以反映地址位移量10h至18h最近被寫(xiě)。
下一步，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10接收“為4個(gè)扇區(qū)寫(xiě)地址”的操作。在該操作之后，地址10h的前4個(gè)扇區(qū)38被加上“讀”條紋(readstriped)，以標(biāo)識(shí)對(duì)扇區(qū)38進(jìn)行過(guò)寫(xiě)操作。
注意到存取日志20顯示這4個(gè)扇區(qū)38最近只被讀過(guò)，盡管在先操作是對(duì)扇區(qū)38的寫(xiě)操作。存取日志20中依然顯示14h至18h這4個(gè)扇區(qū)最近被寫(xiě)過(guò)。
在第二個(gè)實(shí)施例中，存取日志20以單獨(dú)的條目來(lái)顯示前述的兩種操作。這樣，對(duì)相同扇區(qū)執(zhí)行的寫(xiě)操作和隨后的讀操作都被存取日志20提供。用于建立對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的存取歷史記錄的存取日志20的其它實(shí)現(xiàn)也是可能的。
下一步，在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上啟動(dòng)一個(gè)“為兩個(gè)扇區(qū)寫(xiě)地址00h”操作。相應(yīng)地，圖4中的頭兩個(gè)扇區(qū)被加上“寫(xiě)”條紋。用第三個(gè)條目更新存取日志20，以反映這個(gè)操作。
第四個(gè)操作是對(duì)四個(gè)扇區(qū)執(zhí)行“為4個(gè)扇區(qū)讀地址0Ch”。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的被請(qǐng)求的扇區(qū)38被加上“讀”條紋。同樣，更新存取日志20，以反映扇區(qū)0CH至0FH最近被讀。
按照一個(gè)實(shí)施例，在圖5中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以通過(guò)接收一個(gè)存取硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的請(qǐng)求而執(zhí)行讀預(yù)取操作和寫(xiě)緩存操作這兩種操作(方框202)。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10在繼續(xù)之前先確定操作是讀操作還是寫(xiě)操作(棱形框204)。如圖4中一樣，存取日志20跟蹤對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30的扇區(qū)38的存取。
對(duì)于寫(xiě)操作(也參看圖2)，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10參考存取日志20(方框206)。存取日志20可能向盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10指出所請(qǐng)求扇區(qū)最近被寫(xiě)過(guò)(棱形框208)。如果是，所請(qǐng)求的存取就可能是寫(xiě)緩存的一個(gè)較佳候選。于是，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10向?qū)懢彌_器50發(fā)送寫(xiě)數(shù)據(jù)42(方框222)。
如果所請(qǐng)求扇區(qū)38最近沒(méi)有被寫(xiě)過(guò)，可以進(jìn)一步參考存取日志20，以確定所請(qǐng)求扇區(qū)38是否與最近被寫(xiě)過(guò)的扇區(qū)相鄰(棱形框210)。如果是，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10向?qū)懢彌_器50發(fā)送寫(xiě)數(shù)據(jù)42(方框222)。在以后的某個(gè)時(shí)間，可以將寫(xiě)緩沖器50中的數(shù)據(jù)42寫(xiě)到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30(方框224)。
相反，如果所請(qǐng)求的扇區(qū)不是與存取日志20所記錄的最近被寫(xiě)的扇區(qū)38相鄰的，則在一個(gè)實(shí)施例中，所請(qǐng)求的寫(xiě)請(qǐng)求就不是寫(xiě)緩存的較佳候選。于是，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10向硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30發(fā)送寫(xiě)數(shù)據(jù)42(方框212)。寫(xiě)操作于是完成。
如果所請(qǐng)求的是個(gè)讀操作(也參看圖3)，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10也參考存取日志20，這時(shí)是為了確定環(huán)境是否適合于預(yù)取額外的未被請(qǐng)求的扇區(qū)(方框214)。在一個(gè)實(shí)施例中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10可以預(yù)取與所請(qǐng)求扇區(qū)相鄰的扇區(qū)。所以，在參考存取日志20時(shí)，對(duì)于每個(gè)預(yù)期要被預(yù)取的扇區(qū)，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10確定該預(yù)期的扇區(qū)是否最近被讀過(guò)(棱形框216)。如果是，該預(yù)期的扇區(qū)可能已經(jīng)被存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)高速緩存90中。
相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)取操作沒(méi)有被指示。所以，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10將所請(qǐng)求的扇區(qū)38讀入盤(pán)緩沖器70，在那里可以被例如操作系統(tǒng)60的請(qǐng)求程序檢索(方框218)。操作系統(tǒng)60例如可以將所請(qǐng)求的扇區(qū)38從讀緩沖器70傳送到操作系統(tǒng)高速緩存90中，讀緩沖器70和操作系統(tǒng)高速緩存90二者都位于內(nèi)存40中。
然而，如果存取日志20指出要被預(yù)取的一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)最近未被讀(棱形框216)，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10就讀取所請(qǐng)求扇區(qū)38，并將額外的扇區(qū)預(yù)取到讀緩沖器70中(方框220)。如同無(wú)預(yù)取發(fā)生時(shí)一樣，操作系統(tǒng)60可以從讀緩沖器70檢索該數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)傳送到操作系統(tǒng)高速緩存90。
操作系統(tǒng)60隨后對(duì)讀緩沖器70中的預(yù)取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，可以由盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10服務(wù)，而不必訪問(wèn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30。在向讀緩沖器70寫(xiě)之后，無(wú)論是否有額外的扇區(qū)被預(yù)取，讀操作于是都完成。
按照一個(gè)實(shí)施例，在圖6中，系統(tǒng)100包括在先26上的處理器12。操作系統(tǒng)60和盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10，包括圖5中的軟件200，被存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30上，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，操作系統(tǒng)和盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10在通電期間被裝入內(nèi)存40中，以加快實(shí)時(shí)執(zhí)行速度。
在一個(gè)實(shí)施例中，存取日志20是由盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10通過(guò)分配一部分內(nèi)存40而建立的。一旦開(kāi)始訪問(wèn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器30，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序10就向存取日志20寫(xiě)入操作的類(lèi)型和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中被影響的區(qū)域。
所以，在一個(gè)實(shí)施例中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序利用存取日志，在讀操作期間預(yù)取額外的數(shù)據(jù)，在寫(xiě)操作期間緩存數(shù)據(jù)，使得對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取次數(shù)減少。存取日志向盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序提供硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取歷史。盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)該歷史就可以預(yù)測(cè)將來(lái)對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取，然后根據(jù)該預(yù)測(cè)，可以利用系統(tǒng)內(nèi)存來(lái)盡可能地減少對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取次數(shù)。
盡管就有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的熟練人員明白，據(jù)此可以得出各種修改和變體。后附的權(quán)利要求書(shū)旨在包含所有這些屬于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的修改和變體。
權(quán)利要求
1.一種方法，包含接收一個(gè)要向盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的某區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求；檢索盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的以前被寫(xiě)區(qū)的存取日志；和根據(jù)存取日志向內(nèi)存寫(xiě)數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1的方法，檢索盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的以前被寫(xiě)區(qū)的記錄進(jìn)一步包含搜索包含多個(gè)條目的存取日志中的一個(gè)條目；在存取日志中尋找一個(gè)以前被寫(xiě)區(qū)條目；和比較所請(qǐng)求區(qū)與該以前被寫(xiě)區(qū)條目。
3.權(quán)利要求2的方法，比較所請(qǐng)求區(qū)與該以前被寫(xiě)區(qū)條目進(jìn)一步包含確定所請(qǐng)求區(qū)是否與盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上該以前被寫(xiě)區(qū)是相鄰的。
4.權(quán)利要求2的方法，比較所請(qǐng)求區(qū)與該以前被寫(xiě)區(qū)條目進(jìn)一步包含確定所請(qǐng)求區(qū)是否與該以前被寫(xiě)區(qū)是相同的。
5.一種方法，包含接收一個(gè)要存取盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的某區(qū)的第一請(qǐng)求；在內(nèi)存中存儲(chǔ)該第一請(qǐng)求的一個(gè)記錄；和服務(wù)該第一請(qǐng)求。
6.權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一包含接收一個(gè)要存取盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的某區(qū)的第二請(qǐng)求；將第一請(qǐng)求的記錄替換為該第二請(qǐng)求的第二記錄；和服務(wù)該第二請(qǐng)求。
7.權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一包含接收一個(gè)要存取盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的某區(qū)的第二請(qǐng)求；在第一請(qǐng)求的記錄后存儲(chǔ)該第二請(qǐng)求的第二記錄；和服務(wù)該第二請(qǐng)求。
8.權(quán)利要求5的方法，在內(nèi)存中存儲(chǔ)該第一請(qǐng)求的一個(gè)記錄進(jìn)一步包含指示事務(wù)處理類(lèi)型。
9.權(quán)利要求8的方法，指示事務(wù)處理類(lèi)型進(jìn)一步包含指示讀操作或?qū)懖僮鳌?br> 10.權(quán)利要求5的方法，在內(nèi)存中存儲(chǔ)該第一請(qǐng)求的一個(gè)記錄進(jìn)一步包含指示要被存取的區(qū)。
11.權(quán)利要求5的方法，在內(nèi)存中存儲(chǔ)該第一請(qǐng)求的一個(gè)記錄進(jìn)一步包含指示請(qǐng)求的時(shí)間。
12.一個(gè)系統(tǒng)，包含處理器；與處理器相連的內(nèi)存；與處理器相連的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器；和連接在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器與內(nèi)存之間的包含存取日志的盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，其中，盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序接收要讀硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第一區(qū)的請(qǐng)求；標(biāo)識(shí)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第二區(qū)；參考存取日志來(lái)確定第二區(qū)是否最近被讀過(guò)；和如果第二區(qū)最近未被讀過(guò)，則將硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第一區(qū)和第二區(qū)都提取到內(nèi)存。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)一步接收要寫(xiě)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第三區(qū)的請(qǐng)求；參考存取日志來(lái)確定該區(qū)是否最近被寫(xiě)過(guò)；和如果第三區(qū)最近未被寫(xiě)過(guò)，則寫(xiě)第三區(qū)。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，如果第三區(qū)最近被寫(xiě)過(guò)，則盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序?qū)憙?nèi)存。
15.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)一步接收向硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序的第四區(qū)寫(xiě)的請(qǐng)求；參考存取日志以確定最近已經(jīng)被寫(xiě)過(guò)的區(qū)；和如果第四區(qū)與最近已經(jīng)被寫(xiě)過(guò)的區(qū)相鄰則寫(xiě)到內(nèi)存。
16.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)一步硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的某區(qū)每次被存取時(shí)向存取日志寫(xiě)。
17.一種包含存儲(chǔ)指令的介質(zhì)的產(chǎn)品，指令使基于處理器的系統(tǒng)接收一個(gè)要向盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的某區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求；檢索盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的以前被寫(xiě)區(qū)的存取日志；和根據(jù)存取日志向內(nèi)存寫(xiě)數(shù)據(jù)。
18.權(quán)利要求17的產(chǎn)品，進(jìn)一步存儲(chǔ)有使基于處理器的系統(tǒng)執(zhí)行下述步驟的指令搜索包含多個(gè)條目的存取日志中的一個(gè)條目；在存取日志中尋找一個(gè)以前被寫(xiě)區(qū)條目；和比較所請(qǐng)求區(qū)與該以前被寫(xiě)區(qū)條目。
19.權(quán)利要求18的產(chǎn)品，進(jìn)一步存儲(chǔ)的指令使基于處理器的系統(tǒng)確定所請(qǐng)求區(qū)是否與盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上該以前被寫(xiě)區(qū)是相鄰的。
20.權(quán)利要求18的產(chǎn)品，進(jìn)一步存儲(chǔ)的指令使基于處理器的系統(tǒng)確定所請(qǐng)求區(qū)是否與該以前被寫(xiě)區(qū)是相同的。
全文摘要
盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序(10)包括一個(gè)存取日志(20)，用于記錄與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(30)的最近的交互。在向內(nèi)存(40)緩存寫(xiě)的寫(xiě)操作期間，在存取硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(30)之前可以參考存取日志(20)。在存取硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(30)期間的預(yù)取額外數(shù)據(jù)的讀操作期間也參考存取日志(20)。在確定是否要預(yù)取時(shí)，考慮由操作系統(tǒng)(60)使用額外的高速緩存。
文檔編號(hào)G06F3/06GK1421003SQ01807460
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2001年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者A·D·胡夫曼 申請(qǐng)人:英特爾公司